Efektivní paralelní implementace metod hraničních prvků
Cíle projektu
V rámci projektu bude vyvinuta nová metoda rozložení oblastí založená na párování mezi metodami FETI a BETI s využitím nesymetrické numerické realizace Steklov-Poincarého operátoru. Tento cíl bude implementačně řešen vytvořením rozhraní mezi knihovnou BEM4I a ESPRESO. Dalším z cílů je vytvoření efektivního paralelního řešiče prostoro-časových integrálních rovnic pro rovnici vedení tepla. Dílčí úkoly zahrnují jeho paralelizaci ve sdílené paměti pomocí OpenMP a v distribuované paměti pomocí MPI. Dále bude v rámci projektu vyvinuta vysoce paralelní implementace metody hraničních prvků pro Helmholtzovu rovnici. Sestavení systémových matic bude vektorizováno pomoci SIMD instrukčních sad, paralelizováno pomocí OpenMP a submatice budou distribuovány mezi výpočetní uzly pomocí MPI. Jedním z cílů bude navíc studium možného využití vyvíjeného software v dalších aplikacích. Mezi ně zahrnujeme FEM/BEM párování v inverzních úlohách v kontextu problémů popsaných Helmholtzovou rovnicí, tvarovou optimalizaci a rozšíření paralelní prostoro-časové metody na vlnovou rovnici a neceločíselné derivace. Neméně důležitým cílem je položení základů pro budoucí spolupráci mezi zúčastněnými stranami v oblasti rychlých paralelních metod hraničních prvků a souvisejících aplikací. V průběhu projektu budou pořádány přednášky, které umožní vzájemnou výměnu znalostí a prezentaci aktuálního stavu projektu, což prohloubí další spolupráci. Jedním z cílů bude také spolupráce na přípravách dalších společných projektů (např. v rámci programu Horizon 2020 či bilaterálních projektů GAČR/FWF).
Klíčová slova
boundary element methodspace-time problemshighly parallel implementationhigh performance computing
Veřejná podpora
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Program
Šestý rámcový program Evropského společenství pro výzkum, technický rozvoj a demonstrační činnosti
Veřejná soutěž
—
Hlavní účastníci
Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava / Katedra matematiky a deskriptivní geometrie
Druh soutěže
M2 - Mezinárodní spolupráce
Číslo smlouvy
MSMT-539/2017-1
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Efficient parallel implementation of boundary element methods
Anotace anglicky
A new method for domain decomposition based on the FETI/BETI coupling utilizing the non-symmetric numerical realization of the Steklov-Poincaré operator will be developed within the project. From the implementation point of view this part will be solved by creating an interface between the BEM4I and ESPRESO libraries developed at VŠB-TU Ostrava. Another goal is the creation of an efficient parallel solver for the space-time integral equations for the heat equation. Its subtasks include the parallelization in shared memory using OpenMP and distributed memory using MPI. A new highly parallel implementation of the boundary element method for the Helmholtz equation will be developed. The system matrix assembly will be vectorized using SIMD instruction sets, parallelized using OpenMP and the matrices will be distributed among computational nodes using MPI. Furthermore, one of the target is a study of possible utilization of the developed software in other application areas. Here we include FEM/BEM coupling in inverse problems in the context of problems described by the Helmholtz equation, shape optimization and extension of the parallel space-time method to the wave equation and problems involving fractional derivatives. The task of establishing the foundation for future cooperation between the participating institutes in the context of the parallel boundary element methods and other applications is equally important. During the project lectures enabling mutual exchange of know-how and presentation of the current state of the project will be held which will further deepen the cooperation. One of the goals will also be the cooperation on preparations of further joint projects (e.g., within the program Horizon 2020 or the bilateral projects of GACR/FWF).
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
BA - Obecná matematika
CEP - vedlejší obor
—
CEP - další vedlejší obor
—
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10101 - Pure mathematics
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Projekt byl realizován v rámci Aktivity MOBILITY, jejímž hlavním cílem je navázání a prohlubování kontaktů se zahraničními výzkumnými institucemi. Neprobíhá tedy kontrola dílčích výstupů projektu prostřednictvím hodnotící komise, avšak je kontrolována správnost čerpání přidělených financí a přiměřenost jejich využití.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2017
Ukončení řešení
31. 12. 2018
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
26. 2. 2018
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP19-MSM-7A-U/01:1
Datum dodání záznamu
18. 6. 2019
Finance
Celkové uznané náklady
152 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
152 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
152 tis. Kč
Statní podpora
152 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
CEP
BA - Obecná matematika
Doba řešení
01. 01. 2017 - 31. 12. 2018